CN204989944U - 基于以太网的企业级配电网络远程监测系统 - Google Patents

基于以太网的企业级配电网络远程监测系统 Download PDF

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吕江东
朱世云
周伟康
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Abstract

本实用新型公开了一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，包括PC机监控单元、现场监测单元、底层监控单元；其中所述的PC机监控单元与现场监测单元通过以太网总线相连；所述的底层监控单元与现场监测单元通过RS485总线相连。本实用新型采用以太网的通讯方式提高了系统的稳定性、增加了监控电网的手段、扩大了监控电网的范围、降低了维护电网的费用。

Description

基于以太网的企业级配电网络远程监测系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，属于电子控制领域。
背景技术
随着社会经济的发展，对电力的需求量与日俱增，电力供应的稳定性及可靠性将直接影响到企业设备的稳定性和人们的生命与财产安全。传统的企业级配电系统，人们想了解当前的电网状态，就必须到现场的液晶屏上观察，这样给发现和解决问题带来严重的滞后性，而且安排一个人在现场一直巡查，费时费力且效率较低。因此，能否及时监测配电系统的运行情况和降低维护电网的成本就显得非常重要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，旨在解决普通配电系统监控手段单一、监控范围小、维护成本高的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，包括PC机监控单元、现场监测单元、底层监控单元；其中所述的PC机监控单元与现场监测单元通过以太网总线相连；所述的底层监控单元与现场监测单元通过RS485总线相连。
所述PC机监控单元包括XP/WIN7操作系统的PC机、网卡，所述的PC机上安装有网卡。
所述底层监控单元包括主路模块、支路模块、温湿度监测模块；所述的主路模块、支路模块、温湿度监测模块均通过RS485总线与现场监测单元相连。
所述现场监测单元包括ARM11控制器、以太网接口、NandFlash存储器、SD卡接口、第四RS485接口、USB接口、触摸屏接口、液晶屏接口；其中所述的ARM11控制器分别与以太网接口、NandFlash存储器、SD卡接口、第四RS485接口、USB接口、触摸屏接口、液晶屏接口相连；所述的以太网接口通过以太网总线与PC机监控单元相连；所述的第四RS485接口通过RS485总线与底层监控单元相连。
所述底层监控单元包括主路模块、支路模块和温湿度监测模块；所述的主路模块包括第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过第一SPI总线与第一三相电能计算芯片相连；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过第一I2C总线与第一EEPROM存储器相连；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片与第一RS485接口相连，所述的第一RS485接口通过RS485总线与现场监测单元相连；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过继电器电路与蜂鸣器与报警灯相连；所述的支路模块包括第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过第二SPI总线与第二三相电能计算芯片相连；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过第二I2C总线与第二EEPROM存储器相连；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片与第二RS485接口相连，所述的第二RS485接口通过RS485总线与现场监测单元相连；所述的温湿度监测模块包括第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片；所述第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过温湿度电路与温湿度传感器相连；所述第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片与第三RS485接口相连，所述的第三RS485接口通过RS485总线与现场监测单元相连。
一种基于以太网的企业级配电网络远程监测方法，包括如下步骤：
1）首先利用所述的主路模块通过第一三相电能计算芯片采集电压、电流数值，并计算出电量、功率、频率数值；同时将数据及系统参数存入第一EEPROM存储器中并等待现场监测单元读取其数据；所述的主路模块根据现场监测单元发送的数据通过继电器电路控制蜂鸣器与报警灯的状态；所述的蜂鸣器与报警灯用于报警提醒；
2）其次利用所述的支路模块通过第二三相电能计算芯片采集电压、电流数值，并计算出电量、频率数值；同时将数据及系统参数存入所述的第二EEPROM存储器中并等待现场监测单元读取其数据；
3）然后利用所述的温湿度监测模块通过温湿度电路经温湿度传感器监测配电网络的温度与湿度并等待现场监测单元读取其数据；
4）再利用所述的现场监测单元通过RS485总线读取主路模块、支路模块、温湿度监测模块的数据并通过液晶屏显示数据；所述的现场监测单元根据配电网络的报警情况通过RS485总线向主路模块发送数据用于控制蜂鸣器与报警灯的状态；所述的主路模块根据数据经继电器电路控制蜂鸣器与报警灯的状态。
5）接着所述的现场监测单元通过以太网总线将数据传给PC机监控单元，所述的PC机监控单元通过监控软件或网页呈现接收到的数据，实现对配电网络的远程监测；并且所述的PC机监控单元能实现对底层监控单元的控制，所述的PC机监控单元通过以太网总线向现场监测单元发送数据；现场监测单元对接收到的数据进行解析，根据解析信息通过RS485总线向所述的底层监控单元发送数据；所述的底层监控单元对接收到的数据进行解析，根据解析信息修改系统参数或通过所述的继电器电路控制蜂鸣器与报警灯的状态。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统及检测方法包括PC机监控单元、现场监测单元、底层监控单元。采用以太网的通讯方式提高了系统的稳定性、增加了监控电网的手段、扩大了监控电网的范围、降低了维护电网的费用。
附图说明
图1是本实用新型基于以太网的企业级配电网络远程监测系统的示意图；
图2是本实用新型现场监测单元的示意图；
图3是本实用新型底层监控单元的示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1、2、3所示，本实施例的一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，包括PC机监控单元1、现场监测单元2、底层监控单元3；其中所述的PC机监控单元1与现场监测单元2通过以太网总线4相连，实现数据交换；所述的底层监控单元3与现场监测单元2通过RS485总线5相连，实现数据交换。
所述PC机监控单元1包括XP/WIN7操作系统的PC机6、网卡7，所述PC机6上安装有网卡7。PC机监控单元1用监控软件或网页实时了解底层监控单元3的运行状况。
所述底层监控单元3包括主路模块8、支路模块9、温湿度监测模块10；所述的主路模块8、支路模块9、温湿度监测模块10均通过RS485总线5与现场监测单元2相连。
所述现场监测单元2包括ARM11控制器11（ARM11控制器11采用的芯片型号是三星公司的S3C6410，采用Wince系统）、以太网接口12、NandFlash存储器13、SD卡接口14、第四RS485接口15、USB接口16、触摸屏接口17、液晶屏接口18；其中所述的ARM11控制器11分别与以太网接口12、NandFlash存储器13、SD卡接口14、第四RS485接口15、USB接口16、触摸屏接口17、液晶屏接口18相连；所述的以太网接口12通过以太网总线4与PC机监控单元1相连，实现数据交换；所述的第四RS485接口15通过RS485总线5与底层监控单元3相连，实现数据交换。所述的NandFlash存储器13用于现场监测单元程序的运行以及数据的存储；所述的SD卡接口14用于现场监测单元操作系统的烧写；所述的USB接口16连接U盘、鼠标或键盘19，通过U盘、鼠标或键盘19用来对现场监测单元程序升级、触摸屏校正、数据输入输出；所述的触摸屏接口17连接触摸屏20，通过触摸屏20来设置系统参数；所述的液晶屏接口18连接液晶屏21，通过液晶屏21来显示配电系统的运行状况。
所述底层监控单元3包括主路模块8、支路模块9和温湿度监测模块10；所述的主路模块8包括第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22（ST公司的STM32F103C8T6）；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22通过第一SPI总线23与第一三相电能计算芯片24相连，所述第一三相电能计算芯片24用于采集电网数据；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22通过第一I2C总线25与第一EEPROM存储器26相连，所述第一EEPROM存储器26用于存储电网数据和系统参数；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22与第一RS485接口27相连，所述的第一RS485接口27通过RS485总线5与现场监测单元2相连，实现数据传输；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22通过继电器电路28与蜂鸣器与报警灯29相连，通过继电器电路28用来控制蜂鸣器与报警灯29的状态；所述的支路模块9包括第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片30（ST公司的STM32F103C8T6）；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片30通过第二SPI总线31与第二三相电能计算芯片32相连，所述第二三相电能计算芯片32也用于采集电网数据；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片30通过第二I2C总线33与第二EEPROM存储器34相连，所述第二EEPROM存储器34也用于存储电网数据和系统参数；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片30与第二RS485接口35相连，所述的第二RS485接口35通过RS485总线5与现场监测单元2相连，实现数据传输；所述的温湿度监测模块10包括第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片36（ST公司的STM32F103C8T6）；所述第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片36通过温湿度电路37与温湿度传感器38相连，所述温湿度传感器38用于采集电网环境的温度与湿度；所述第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片36与第三RS485接口39相连，所述的第三RS485接口39通过RS485总线5与现场监测单元2相连，实现数据传输。
本实施例的一种基于以太网的企业级配电网络远程监测方法，包括如下步骤：
1）首先利用所述的主路模块8通过第一三相电能计算芯片24采集电压、电流数值，并计算出电量、功率、频率数值；同时将数据及系统参数存入第一EEPROM存储器26中并等待现场监测单元2读取其数据；所述的主路模块8根据现场监测单元2发送的数据通过继电器电路28控制蜂鸣器与报警灯29的状态；所述的蜂鸣器与报警灯29用于报警提醒；
2）其次利用所述的支路模块9通过第二三相电能计算芯片32采集电压、电流数值，并计算出电量、频率数值；同时将数据及系统参数存入所述的第二EEPROM存储器34中并等待现场监测单元2读取其数据；
3）然后利用所述的温湿度监测模块10通过温湿度电路37经温湿度传感器38监测配电网络的温度与湿度并等待现场监测单元2读取其数据；
4）再利用所述的现场监测单元2通过RS485总线5读取主路模块8、支路模块9、温湿度监测模块10的数据并通过液晶屏21显示数据；所述肚饿现场监测单元2根据配电网络的报警情况通过RS485总线5向主路模块8发送数据用于控制蜂鸣器与报警灯29的状态；所述的主路模块8根据数据经继电器电路28控制蜂鸣器与报警灯29的状态。
5）接着所述的现场监测单元2通过以太网总线4将数据传给PC机监控单元1，所述的PC机监控单元1通过监控软件或网页呈现接收到的数据，实现对配电网络的远程监测；并且所述的PC机监控单元1能实现对底层监控单元3的控制，所述的PC机监控单元1通过以太网总线4向现场监测单元2发送数据；所述的现场监测单元2对接收到的数据进行解析，根据解析信息通过RS485总线5向所述的底层监控单元3发送数据；所述的底层监控单元3对接收到的数据进行解析，根据解析信息修改系统参数或通过所述的继电器电路28控制蜂鸣器与报警灯29的状态。
本实施例的一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统及检测方法包括PC机监控单元、现场监测单元、底层监控单元。采用以太网的通讯方式提高了系统的稳定性、增加了监控电网的手段、扩大了监控电网的范围、降低了维护电网的费用。

Claims (5)

1.一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，其特征在于，包括PC机监控单元（1）、现场监测单元（2）、底层监控单元（3）；其中所述的PC机监控单元（1）与现场监测单元（2）通过以太网总线（4）相连；所述的底层监控单元（3）与现场监测单元（2）通过RS485总线（5）相连。
2.如权利要求1所述的基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，其特征在于：所述PC机监控单元（1）包括XP/WIN7操作系统的PC机（6）、网卡（7），所述的PC机（6）上安装有网卡（7）。
3.如权利要求1所述的基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，其特征在于：所述底层监控单元（3）包括主路模块（8）、支路模块（9）、温湿度监测模块（10）；所述的主路模块（8）、支路模块（9）、温湿度监测模块（10）均通过RS485总线（5）与现场监测单元（2）相连。
4.如权利要求1所述的基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，其特征在于：所述现场监测单元（2）包括ARM11控制器（11）、以太网接口（12）、NandFlash存储器（13）、SD卡接口（14）、第四RS485接口（15）、USB接口（16）、触摸屏接口（17）、液晶屏接口（18）；其中所述的ARM11控制器（11）分别与以太网接口（12）、NandFlash存储器（13）、SD卡接口（14）、第四RS485接口（15）、USB接口（16）、触摸屏接口（17）、液晶屏接口（18）相连；所述的以太网接口（12）通过以太网总线（4）与PC机监控单元（1）相连；所述的第四RS485接口（15）通过RS485总线（5）与底层监控单元（3）相连。
5.如权利要求1所述的基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，其特征在于：所述底层监控单元（3）包括主路模块（8）、支路模块（9）和温湿度监测模块（10）；所述的主路模块（8）包括第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片（22）；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片（22）通过第一SPI总线（23）与第一三相电能计算芯片（24）相连；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片（22）通过第一I2C总线（25）与第一EEPROM存储器（26）相连；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片（22）与第一RS485接口（27）相连，所述的第一RS485接口（27）通过RS485总线（5）与现场监测单元（2）相连；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片（22）通过继电器电路（28）与蜂鸣器与报警灯（29）相连；所述的支路模块（9）包括第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片（30）；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片（30）通过第二SPI总线（31）与第二三相电能计算芯片（32）相连；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片（30）通过第二I2C总线（33）与第二EEPROM存储器（34）相连；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片（30）与第二RS485接口（35）相连，所述的第二RS485接口（35）通过RS485总线（5）与现场监测单元（2）相连；所述的温湿度监测模块（10）包括第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片（36)；所述第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片（36）通过温湿度电路（37）与温湿度传感器（38）相连；所述第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片（36）与第三RS485接口（39）相连，所述的第三RS485接口（39）通过RS485总线（5）与现场监测单元（2）相连。
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CN105137935A (zh) * 2015-08-21 2015-12-09 浙江理工大学 基于以太网的企业级配电网络远程监测系统及监测方法
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